CN103891098B - 无接点充电系统以及无接点充电方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的无接点充电方法，该方法适用于无接点充电系统(1)，该系统具备发送部(10)及接受部(20)，所述发送部具备一次线圈(11)，所述接受部(20)具备二次线圈(21)，通过在所述一次线圈(11)和所述二次线圈(21)之间产生的电磁感应充电电连接于所述二次线圈(21)的电池(30)，通过改变用于电磁感应的充电频率而补偿所述电池(30)的充电效率，用于电磁感应的充电频率与随着二次线圈(21)在一次线圈(11)的位置而变化的所述电池(30)的充电效率成正比例，其中，包括：检测将所述二次线圈(21)接近所述一次线圈(11)而进行充电时的充电频率的步骤；以及输出从检测到的所述充电频率获取的所述电池(30)的充电效率以通知用户的步骤。

Description

无接点充电系统以及无接点充电方法
技术领域
本发明涉及一种电磁感应方式的无接点充电系统，更详细而言，涉及一种适合用于便携式设备的电磁感应方式的无接点充电系统以及适用于该系统的无接点充电方法。
背景技术
在操作手机等各种便携式设备时需要用于供电的电池，该电池多用充电式电池。以往，充电电池适用了有线(接点)充电，最近多使用无接点(无线)充电。
无接点充电方式中，最普遍的是电磁感应方式，图7是一般电磁感应方式的无接点充电方式的概念图。如图所示，无接点充电系统100包括发送部110及接受部120。所述发送部110包括通过交流电源111操作的发送电路112以及用于电磁感应的一次线圈113。所述接受部120包括在与发送部110的一次线圈113之间引起电磁感应的二次线圈121及充电电路122。将电池130连接于接受部120的充电电路122，并将二次线圈121位于接受交流电源的一次线圈113的规定位置，则通过电磁感应充电电池130。
WPC(无线充电联盟(Wireless Power Consortium)对以手机为代表的便携式设备通过电磁感应方式进行无接点充电提供了标准化。WPC的标准化内容为在通过电磁感应方式送电时使用规定宽带的充电频率(例如，110至205kHz)，并在数十厘米的距离内进行充电。
在适用于便携式手机的无接点充电系统有使用与手机独立的“充电盖”的方式。在所述充电盖设置有包括二次线圈和充电电路的接受部。在将手机的电池利用连接器或电缆电连接于所述充电盖的状态下，将所述充电盖放在发送部(充电垫)上进行充电。但是，使用如所述的充电盖时，为了进行无接点充电，需要购买充电盖，非常不方便。
后来代替所述充电盖，开发了在手机的电池盖(为了替换电池而打开或关闭手机后面的由塑料合成树脂注塑而成的后盖)设置接收部(二次线圈与充电电路，有时充电电路设置在手机主体上)，从而，无需另外购买所述充电盖，可用手机本身进行无接点充电的产品。
图8是适用于手机的现有无接点充电系统的概略截面图。图8的无接点充电系统200包括发送部即充电垫210以及接受部即手机的电池盖220。
所述充电垫210(发送部)在由塑料合成树脂等而制成的外壳211内部安装有发送部。充电垫210的具体构造为，在外壳211的底面层叠电路基板212，在其上层叠铁氧体213，然后，在铁氧体213上面层叠环形一次线圈214之后，在一次线圈214的中央安装永久磁铁215。所述电池盖220(接受部)，在塑料注塑物221内埋设铁氧体222和二次线圈223，此时，在上侧的与电池230之间层叠铁氧体222，在铁氧体222的底面层叠二次线圈223。
通过电磁感应进行无接点充电时，当二次线圈位于一次线圈的规定位置时(一次线圈中心点和二次线圈中心点上下一致时)充电效率达到最高。此时，二次线圈从一次线圈的定位置离得越远，因磁场传递损失而充电效率降低，在补偿被降低的充电效率的过程中发热。二次线圈脱离一次线圈的定位置超过预定距离(例如20mm)时，形成在一次线圈的电磁场不能充分传到二次线圈而充电被中断。
WPC(无线充电联盟(Wireless Power Consortium)，作为提高无接点充电的充电效率的对策，提出了几个标准。
标准1.“磁铁型无接点充电系统”，该系统在一次线圈和二次线圈的中央(或仅在一次线圈的中央)设置永久磁铁，通过磁力将线圈引导至定位置。
标准2.“线圈移动型无接点充电系统”，该系统在发送部(一次线圈)上面放置接受部(二次线圈)，检测二次线圈的位置，利用步进马达将一次线圈移动到二次线圈的位置，从而使二次线圈位于一次线圈的定位置。
标准3.“多线圈型无接点充电系统”，该系统在发送部设置多个一次线圈，在其上放置二次线圈，然后向最接近二次线圈的一次线圈施加电流，从而提高一次线圈和二次线圈之间的感应电动势。
“线圈移动型无接点充电系统”、“多个线圈型无接点充电系统”相较于“磁铁型无接点充电系统”存在因零件数增加而产品价格上升的问题。尤其，“线圈移动型无接点充电系统”，为了减低步进马达所受负荷，需限制一次线圈的重量。“多个线圈型无接点充电系统”，由于一次线圈的阵列构造，发送部的大小过于变大，因此需限制一次线圈的大小。
基于这种背景，“线圈移动型无接点充电系统”、“多个线圈型无接点充电系统”相较于“磁铁型无接点充电系统”充电效率低10％，实际上更多使用“磁铁型无接点充电系统”。
但是，即便“磁铁型无接点充电系统”能以相对较低的费用将二次线圈保持在一次线圈的定位置，将该“磁铁型无接点充电系统”适用于手机时，因增加磁铁也会导致手机的体积及重量增加的问题，而且，所适用磁铁会导致安装在手机上的磁场利用装置(例如，罗盘、陀螺仪传感器等)发生故障。
适用于手机的图8的无接点充电系统200，仅在充电垫210设置永久磁铁215，并在该永久磁铁215附着电池盖220的铁氧体222，从而将二次线圈引导至一次线圈的定位置。如此，仅在一次线圈214适用永久磁铁215时，由于使用永久磁铁的磁力面积宽的铁氧体222，因此，对应铁氧体的宽度，二次线圈在一次线圈发生偏差，所以难以确保最佳的充电效率。而且，为防止因磁场强度及投资率高的永久磁铁和电池的金属成分的相互作用而电磁场发生歪曲，在电池盖220需使用较厚的铁氧体222，但这会影响手机的小型化及轻量化。
WPC标准作为补偿电磁感应方式的无接点充电系统的充电效率的另一种方法提出了“可变频率型无接点充电系统”。
“可变频率型无接点充电系统”是为了以最佳的控制方式送电，适用PID(比例-微分-积分:Proportional Integral Differential)的算法，使用于无接点充电的充电频率与充电效率成正比例改变，发送部的电力与充电效率成反比例改变的方式(WPC Spec Ver1.0.35.2.3.1Power transfercontrol)。
“可变频率型无接点充电系统”可单独适用，或者可与上述的“磁铁型无接点充电系统”或“线圈移动型无接点充电系统”等一起适用。
“可变频率型无接点充电系统”，将用于无接点充电的充电频率例如在最小100kHz且最大205kHz的范围内进行改变，此时，充电频率与充电效率成正比例。例如，二次线圈越接近一次线圈的定位置(充电效率越高)，使用更接近205kHz的充电频率，二次线圈从一次线圈的定位置离得越远(充电效率越低)，使用更接近110kHz侧的充电频率，同时增加施加于一次线圈的电流，从而，电池的充电效率至少保持在规定的充电效率以上。
即，在“可变频率型无接点充电系统”，接受部的二次线圈越接近发送部的一次线圈的定位置，可传递更多的电磁场，而电力传递损失相对变低，此时，发送部对一次线圈施加充电频率相对高且相对低的电力，相反，二次线圈从一次线圈离得越远，电磁场相对低，而电力传递损失相对高时，对一次线圈施加充电频率低且相对高的电力，从而，可以补偿由于二次线圈远离一次线圈的定位置而产生的充电效率损失。
但是，“可变频率型无接点充电系统”，通过改变充电频率及电力补偿充电效率，但是，例如二次线圈位于一次线圈的可充电范围内的最外角位置时，相对于最高充电效率，充电效率降低20％以上，此时，为补偿充电效率而过于升电时，会引起严重的发热。
以上所述的现有无接点充电系统，二次线圈脱离一次线圈的定位置但位于可充电的范围时，照样进行充电并显示充电中，此时，用户由于不能确认充电效率低且发生发热的状态而持续进行充电，因此，导致耗电且因发热发生安全问题。
所以，在电磁感应方式的无接点充电系统中，将二次线圈位于一次线圈的定位置为非常重要，即便二次线圈脱离一次线圈的定位置也应减低发热。
作为有关手机无接点充电的现有技术，韩国公告专利第10-1995-0005819号(1995.5.31公告)公开有“无线电话的无接点充电系统”，韩国授权实用新型第20-0217303号(2001.1.8授权)公开有“无线充电装置”等。
关于在电磁感应方式的无接点充电改善充电效率的方法有检测参与充电的电力(电流或电压)，基于此电力获得充电效率并显示给用户，从而，引导用户能以更高的充电效率进行充电。
在手机检测电力(电流或电压)而得到的充电效率的百分比是以百分比表示相对于输入电力的输出消费电力的比，即(Power_out/Power_in)×100。此处，“Power_out”是电池的“充电电压×充电电流”，通过手机控制，“Power_in”是发送部(充电垫)的“供应电压×消费电流”。
例如，假设从二次线圈的整流电路(Power_out)供应到电池的充电电压为5V，充电电流为600mA进行充电时，输出电力(Power_out)为3W，假设充电垫的DC供应电压(例如19V)为固定，充电垫的消费电流为约226mA时，充电垫的一次线圈的消费电力的充电效率为约70％。
检测电力(电压或电流)而得到的充电效率百分比是都测定充电垫的输入电力和手机的输出(充电)电力之后，将在一侧装置(发送部即充电垫或接受部即手机)测定的值传递至另一侧装置(接受部即手机或发送部即充电垫)才能得到。
但是，由于所述两个装置(充电垫和手机)为相分离的状态，因此，为了将从一个装置测定的电力(电流或电压)传递至另一个装置，另外需要用于传送数据的无线通信单元，因此，利用电力(电压或电流)测定值计算充电效率时其效率不佳，而且其方法很复杂。
尤其，用于手机的锂离子(Li-ion)或锂聚合物(Li-Polymer)等电池，为防止因急剧充电及放电而引起的爆发而确保安全，在手机适当控制供应到电池的充电电流(例如涓流充电(Trickle Charge),前充电(Pre-Charge),快速充电(Fast Charge)以及充电截止(End of charge))，考虑到将充电电压也需要保持一定，因此，基于电力(电压或电流)计算充电效率的方法很难适用于手机的实际使用环境中。
作为改善无接点充电系统的充电效率的其他现有技术有韩国公开专利第10-2010-0074595号(2010.07.02.公开)的“无线充电系统及方法”；韩国授权专利第10-1063154号(2011.09.01.授权)的“无接点充电装置”；韩国公开专利第10-2009-0025876号(2009.03.11.公开)的“位置识别无接点供电装置及电池充电装置以及利用充电装置的充电系统”；韩国公开专利第10-2009-0059507号(2009.06.11.)的“具有充电状态显示功能的无接点充电装置及其充电方法”等。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种电磁感应方式的无接点充电系统，输出电池的充电效率以告知用户，调整二次线圈在一次线圈的位置以具有更高的充电效率，最终能以更高的充电效率充电电池，从而，能减少不必要的耗电，同时减低在充电过程中发生的发热。
本发明的其他目的在于，减少在电磁感应方式的无接点充电系统的充电过程中可能发生的发热问题。
根据本发明，提供无接点充电系统。
根据本发明的无接点充电系统具备发送部及接受部，所述发送部具备一次线圈，接受部具备二次线圈，通过在所述一次线圈和所述二次线圈之间产生的电磁感应充电电连接于所述二次线圈的电池。
根据本发明的无接点充电系统，通过改变用于电磁感应的充电频率而补偿所述电池的充电效率，用于电磁感应的充电频率与随着二次线圈在一次线圈的位置而变化的所述电池的充电效率成正比例。
根据本发明的无接点充电系统，包括设置于所述发送部或接受部的充电效率通知装置。所述充电效率通知装置，包括：频率检测部，检测将所述接受部接近所述发送部而进行充电时的所述充电频率；通知部，输出从检测到的所述充电频率获取的所述电池的充电效率以通知用户。
根据本发明的无接点充电方法，包括：检测将所述二次线圈接近所述一次线圈而进行充电时的所述充电频率的步骤；以及输出从检测到的所述充电频率获取的所述电池的充电效率以通知用户的步骤。
本发明的无接点充电方法，进一步包括：从被检测的所述充电频率获取的所述电池的充电效率低于规定充电效率时，发出警告所述二次线圈脱离所述一次线圈的定位置的步骤。
本发明的无接点充电方法，包括：在警告脱离所述定位置后经过规定时间后，未检测到随着所述接受部对所述发送部的位置变化而所述充电频率的变化时，将所述电池的充电电流设定为较低，或者停止所述无接点充电的步骤。
本发明的无接点充电方法，在所述充电频率检测步骤，包括在所述发送部上的所述接受部的多个位置检测所述充电频率，在检测出的多个充电频率中获取最小值及最大值，对此调整偏差值而校正使用于所述电磁感应的所述充电频率的步骤。
本发明的无接点充电方法，包括，在所述充电频率检测步骤检测出的所述充电频率较高时，设定较高的充电电流，检测出的所述充电频率较低时，设定较低的充电电流，根据所述充电频率和充电电流的比例关系设定所述电池的充电电流的步骤。
本发明的无接点充电方法，当检测出的所述充电频率低于规定频率时，停止所述无接点充电。
发明效果
根据本发明的无接点充电系统及无接点充电方法，通过以用户能确认的方法告知电池的充电效率，引导用户在一次线圈(发送部)调整二次线圈(接收部)的位置以具有更高的充电效率，尽量能以高的充电效率无接点充电电池，从而，节约因不必要的耗电而造成耗能，还可以减低在充电过程中发生的发热问题。
根据本发明，为了告知用户而获取电池的充电效率时，利用与电池的充电效率成正比例进行变化且在发送部与接收部具有相同值的充电频率，从而，无需为获取充电效率而将相关数据传送至发送部与接收部之间。
根据本发明，通过将充电电流设定为与电池的充电效率(充电频率)成正比例，可以解决因二次线圈脱离一次线圈的定位置而充电效率降低，最终造成发热的问题。
附图说明
图1是根据本发明的无接点充电系统的概略示例图。
图2是适用于本发明的二次线圈的概略示例图。
图3是根据本发明的无接点充电系统的充电效率通知装置的框示例图。
图4是根据本发明的无接点充电系统的充电效率通知装置的其他框示例图。
图5是根据本发明的无接点充电方法的流程示例图。
图6是在本发明的无接点充电方法中控制发热的概念示意图。
图7是现有电磁感应方式的无接点充电系统的概略图。
图8是适用于现有手机的电磁感应方式的无接点充电系统的概略截面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明根据本发明的无接点充电系统及无接点充电方法。以下利用具体例用来举例说明本发明，但并不限定本发明的范围。
如图1所示，根据本发明的无接点充电系统1是适合用于充电手机等便携式设备的电池的电磁感应方式的系统，与以往相同，包括具备一次线圈11的发送部10以及具备二次线圈21的接受部20。
图1所示的具体例中，作为发送部10使用充电垫，作为接受部20使用手机的电池盖20，以下，对发送部及充电垫共同标注符号10，对电池盖及接受部共同标注符号20。
如图1所示，作为发送部的充电垫10，在由塑料合成树脂等而制成的外壳13的内部底面层叠PCB(印刷电路基板)等基板14，在基板14上层叠发送部铁氧体12，在发送部铁氧体12上面层叠一次线圈11。作为接受部的电池盖20，在塑料注塑物23内的下侧层叠用于电磁感应的二次线圈21，在其上侧层叠接受部铁氧体22。
如图2所示，二次线圈21能以在基膜21a上层叠形成线圈的环形图案的导电膜21b的形态提供。具体而言，二次线圈21是按照所需的图案(环形)，在聚酰亚胺膜(例如，厚度0.025mm以下)等基膜21a的上下两面包覆铜箔等导电膜21b(例如，厚度0.070mm至0.105mm)的导电性薄膜蚀刻加工上下两面的导电膜而形成。
此时，在导电性薄膜的一侧面的导电膜形成环形线圈21b和一个端子连接部21c，在另一侧面的导电膜也形成环形线圈21b和一个端子连接部21c，然后，在对应于上下线圈的内侧端的位置的基膜21a形成导通孔21d，通过导通孔21d进行镀金，从而能够电连接上下两面的线圈。
二次线圈21只要能起作为无接点充电的接受部线圈的功能，可利用各种方法制造。例如，不是利用两面导电性薄膜，而是利用仅在一面包覆导电膜的一面导电性薄膜仅在基膜的一面形成线圈，或者不进行蚀刻工艺，而用导电性油墨在基膜的一面或两面印刷环形图案的线圈，或者并不是用蚀刻加工，而是用挤压加工将导电性薄膜的一面或两面的导电膜形成为环形图案的线圈。
作为所述接受部铁氧体22可使用适当配合锰及镍的铁氧体以对应由WPC标准化的充电频带。
二次线圈21和接受部铁氧体22可通过型内注塑成型方式埋设在塑料注塑物23内，也可以附着于完成的电池盖20的内面之后位于电池盖与电池30之间。
将本发明的无接点充电系统1适用于手机时，若将利用如上述方法制成的例如0.25mm以下的二次线圈21和例如0.30mm以下的接受部铁氧体22适用于电池盖20，则由于在电池盖20的塑料注塑物23适用二次线圈21和铁氧体22，因此厚度只增加到0.55mm以下，因此符合手机的小型化及轻量化。
如上所述，为了将二次线圈位于一次线圈的定位置而适用永久磁铁时，永久磁铁增加铁氧体的损失而会妨碍一次线圈和二次线圈之间的电磁感应，因此，本发明的无接点充电系统1要求适用在不适用永久磁铁的系统，但并不排除适用或一起适用永久磁铁。
根据本发明的无接点充电系统1适用于使用所述WPC标准的“可变频率型无接点充电系统”的系统。即本发明通过一次线圈11和二次线圈21之间的电磁感应充电电连接于二次线圈21的电池30，通过将使用于电磁感应的充电频率改变为与电池30的充电效率成正比例，从而，补偿电池30的充电效率。
如上所述，“可变频率型无接点充电系统”为了补偿由于二次线圈脱离一次线圈的定位置而充电效率降低，改变充电频率(例如，110至205kHz)。由此，两线圈越接近定位置(即充电效率越高)，电磁感应使用更高的充电频率(例如，最大205kHz)，离定位置越远(即充电效率越低)，使用更低的充电频率(例如，最小110kHz)，因此，最终使用于电磁感应的充电频率具有与充电效率成正比例的相关关系。换句而言，充电频率与二次线圈脱离一次线圈的定位置的距离具有成反比例的相关关系。
图1表示根据WPC标准的可变频率型无接点充电系统的充电频率和充电效率的相关关系，由图1可知充电频率和充电效率具有成正比例的相关关系。
表1
根据本发明的无接点充电系统1包括充电效率通知装置40。所述充电效率通知装置40检测用于与充电效率成正比例的电磁感应的充电频率，从检测出的充电频率获取充电效率，并以用户能确认的方法进行输出。
充电效率通知装置40包括频率检测部41和通知部42。所述频率检测部41检测将接受部20接近发送部10进行充电时使用的充电频率，通知部42输出从通过频率检测部41检测的充电频率获取的电池30的充电效率以通知用户。
充电效率通知装置40可设置于充电垫10(发送部)，也可设置于安装有电池盖20(接受部)的手机。图1示出在充电垫10和电池盖20的两侧都设置有充电效率通知装置40，这意味着充电效率通知装置40设置在任何一方都无妨。
图3是在充电垫10设置充电效率通知装置40的例，频率检测部41检测通过振荡部43从一次线圈11振荡的充电频率，增幅部44将检测出的充电频率增幅为适当水平，变换部45将经增幅的充电频率变换为数字信号，运算部46,根据充电频率和充电效率的比例关系，获取对应于检测出的充电频率的充电效率，通知部42以用户能确认的方法输出充电效率。
图4是在手机侧设置充电效率通知装置40的例，频率检测部41检测从通过一次线圈11电磁感应的二次线圈21振荡的振荡频率，从检测出的充电频率通过增幅部44、变换部45及运算部46获取充电效率，通知部42输出充电效率通知给用户。
所述通知部42输出充电效率，只要用户能容易识别，则没有特别限制，例如，可适用LCD或LED等视觉性显示装置以及扬声器等听觉音响装置中的至少一个。
本发明中，通过通知部42向用户通知电池30的充电效率是指将二次线圈21(接受部)接近一次线圈11(发送部)进行充电时，使用户能确认当时的充电效率状态(如良好或不良等)的所有视听觉输出。
作为通知部42适用显示装置时，例如用第一阶段到第五阶段的方式显示充电效率的方法(参照表1)、用百分比显示充电效率的方法、用条形图显示充电效率的方法、用颜色显示充电效率的方法等，只要是用户能容易识别充电效率的方法就没有特别限定。
向显示装置输出充电效率时，若充电效率未达到规定基准，则输出信息或影像以便在充电垫(发送部)上将手机(接受部)移动至定位置。
作为通知部42适用音响装置时，利用扬声器输出“不良”、“一般”、“良好”等声音，并输出声音以便在充电垫(发送部)上将手机(接受部)移动至定位置。
用户看或听由通知部42输出的视觉及/或听觉通知内容，当充电效率低时，将在充电垫10上的手机(即电池盖)的位置移动到充电效率更高的位置，从而能以更高的充电效率充电电池。
在手机侧设置充电效率通知装置40时，充电效率通知装置40可设置在手机的主体，此时，通知部42优选兼备以手机原来的用途使用的显示装置(LCD等)或音响装置。
在根据本发明的无接点充电系统1的充电效率并不是通过在发送部10和接受部20检测及传送电力(电压或电流)而获得，而是在发送部及接受部检测具有相同值的充电频率而获得，因此，可在发送部10(充电垫)和接受部20(电池盖或安装有电池盖的手机)中的任一侧独立检测充电频率即可获得充电效率，由于无需相互收发在发送部及接受部检测的数据，因此不需要用于获取充电效率的数据传送用通信手段。
尤其，在手机等便携式设备，为了安全而改变充电电流或充电电压，本发明的系统并不是根据充电环境基于可变充电电流或充电电压取得充电效率，而是基于具有与充电效率成比例的相关关系的充电频率取得充电效率，因此能无变动地准确且简单地取得充电效率，并输出该充电效率。
以下，说明根据本发明的无接点充电方法。
本发明的无接点充电方法，包括：检测将二次线圈21接近一次线圈11而进行充电时的充电频率的步骤；以及以视觉及/或听觉式输出从检测的充电频率取得的电池30的充电效率。
用户确认有关输出的充电效率的信息，通过改变接受部20(安装有电池盖的手机)在发送部10(充电垫)上的位置，搜索显示更高充电效率的接受部20的位置，从而，能以更高的充电效率充电电池30。
附加而言，仅通过由通知部42输出充电效率是不能将以低的充电效率充电的状态充分通知给用户，因此，从检测出的充电频率取得的充电效率不能达到规定(界限)充电效率(例如50％)的状态时，通过通知部42发出警告或者通过安装有电池盖20(接受部)的手机的显示装置或音响装置发出警告等，以能通知给用户的方式告知二次线圈21相对于一次线圈11位置不一致，通过发出警告，引导用户更加积极地移动接受部20使其位于发送部10的更优选的位置。
尽管发出位置不一致的警告之后，用户不改变接受部20在发送部10上的位置而忽略时，即发出警告后经过规定时间后，再次检测充电频率与其之前的充电频率没有变化时，将充电电流设定为较低或停止无接点充电。
在二次线圈从一次线圈的定位置脱离而充电效率降低的状态下，会急剧发热，此时，将充电电流保持为较低或者停止充电，而减小或停止流在二次线圈的电流，从而可以防止在二次线圈发生发热的危险。
所述表1的充电频率和充电效率的相关关系只是能适用于所述“可变频率型无接点充电系统”的一个例示相关关系，即便是采用可变频率型而相互换的充电垫(发送部)，充电频率的范围相互不同而不可避免地存在偏差，本发明的无接点充电方法，通过测量每个充电垫上存在的充电频率的偏差并对此进行校正，从而能更加有效地管理对不特定充电垫的电池的充电效率。
例如，通过适用对表1所示的充电频率和充电效率的相关关系的偏差值而进行校正，能以更高的充电效率进行无接点充电。
具体而言，根据本发明的无接点充电方法，用具有互换性的任意不特定充电垫无接点充电手机时，在所述充电频率检测步骤进一步包括以下步骤，即扫描接受部20在发送部10上的各种位置并检测在多个位置的充电频率，从检测的充电频率取得最小值和最大值而调整偏差值，从而校正用于电磁感应的充电频率。
例如，在充电频率的校正步骤，将手机接近充电垫进行充电时，可输出对所述通知部42询问校正与否的内容，若选择校正，则在充电垫上将手机朝上下左右方向水平移动而分别检测充电频率之后，检测出最低充电频率和最高充电频率，从检测出的充电频率重新调整表1所示的充电频率和充电效率的相关关系的偏差值，从而，根据充电垫的变更而校正充电频率的偏差而能达成更高的充电效率。
通过图5的流程图举例说明以上所述的本发明的无接点充电方法。
一般，充电电池时，根据电池的剩余量控制充电电流，通常，充电过程不管有线还是无线，以涓流模式(Trickle Charge Mode(数mA内))，前充电模式(Pre-Charge Mode(数十mA内)),快速充电模式(Fast Charge Mode(数百mA))以及充电截止模式(End of Charge(充电结束))的步骤进行。
将手机20(接受部)放在充电垫10(发送部)，则首先以涓流模式开始无接点充电(S10)，检测对应位置的充电频率，获取并输出充电效率(S20)。
用户确认显示于通知部42的充电效率后，当充电效率未达到所需的程度时，通过改变充电垫上的手机的位置，可以将手机移动到显示更高充电效率的位置。当进行位置移动时，充电频率也随此发生变化，本发明的无接点充电系统判断在规定时间内是否有充电频率的变化(S21)，充电频率有变化时(YES，即用户移动了手机的位置)，反复再次输出从变化的充电频率获得的充电效率的步骤(S20)，通过反复所述过程，用户可自行寻找充电效率更高的位置并使手机位于充电垫。
不再进行步骤(S20)及步骤(S21)时(即没有充电频率的变化经过预定时间)，判断最后获得的充电效率是否为规定(界限)充电效率(例如50％)以上(S30)。
当获得的充电效率未达到规定充电效率时(NO)，例如通过通知部42发出警告(S41)，引导用户移动充电垫10上的手机(S42)，发送警告后经过规定时间之后再次检测充电频率，并判断再检测的充电频率与之前的充电频率是否有差异(变化)(S43)。
若经过规定时间后充电频率发生变化(YES)，则从变化的充电频率获取及输出充电效率(S44)，此时，也可通过通知部42等引导充电效率更高的位置(定位置)(S44)。
具有校正充电频率功能，并开始无接点充电后，用户选择校正模式时(省略图示)，引导用户将手机移动至显示最小值及最大值的充电频率的位置，从而校正充电频率。
然后，再次判断从在步骤(S44)检测的充电频率获得的充电效率是否为界限充电效率以上(S30)，当未达到界限充电效率时(NO)，再次反复进行步骤(S41)至步骤(S44)。
充电效率未达到规定的界限充电效率之后，用户仍不改变在充电垫上的手机的位置时，优选发出警告使用户将手机移动至显示更高的充电效率的位置。所述步骤(S41)至步骤(S44)是通过警告引导用户寻找充电效率更高的位置，并让用户将手机移动至充电垫的过程。
在步骤(S30)，充电效率为界限充电效率以上时(YES)，判断电池是否已充满(S50)，若已充满，则结束充电(S60)。此时，电池若没有充满(NO)，则将充电电流变更为前充电模式(Pre-Charge Mode(数十mA内)),快速充电模式(Fast Charge Mode(数百mA))(S71)，然后再次检测充电频率获取或输出充电效率(S72)。接着，判断从再次检测的充电频率获得的充电效率是否为界限充电效率以上(S30)，直到充电结束为止反复步骤(S41)至步骤(S44)以及步骤(S71)至步骤(S72)。
在步骤(S43)规定时间内没有充电频率的变化时(NO)，将充电电流设定为被限定的低电流(例如300mA)进行充电(S80)，然后回到步骤(S50)判断电池是否已充满。
将充电电流设定为被限定的电流时，一般，电池的充电电流例如为500mA以下时，除因电磁感应的磁场不一致而引起的损失外，电路构造(TX+RX)上也发生损失。因此，将能够稳定电路构造的效率的600mA以上的充电电流快速进行开闭(ON/OFF)，同时调整占空比(duty ratio)而控制平均充电电流，这有利于效率稳定。
例如，二次线圈从一次线圈的定位置脱离时，由于充电效率降低而需要将充电电流限制在300mA时，若将充电电流继续设定为300mA，则因电路构造而效率降低，因此，将充电电流设定为600mA，并将ON/OFF周期设为1:1，则平均充电电流成为300mA的同时，可以减少在电路构造上发生的效率降低问题。将充电电流限制在400mA或200mA时，同样调整ON/OFF时间，而可以减少电路构造上发生的效率降低问题。
图5中皆适用在步骤(S20)及步骤(S21)用户自行进行位置移动的过程，以及在步骤(S41)至步骤(S44)通过发出警告进行位置移动的过程，但是仅适用上述的一个过程也能达成本发明的目的。
同时使用所述WPC标准的“磁铁型无接点充电系统”和“可变频率型无接点充电系统”的无接点充电系统的情况，在相同条件下，由于适用于充电垫(发送部)的磁铁，充电频率发生约30kHz至40kHz的偏差值。在本发明的无接点充电系统1进一步设置磁性检测传感器(省略图示)，通过磁性检测传感器检测出磁性时，对应所述偏差值(30kHz至40kHz)能自动校正充电频率。
在本发明的其他具体例中，本发明的无接点充电方法，包括以下步骤：在所述充电频率检测步骤检测的充电频率相对高时，设定相对高的充电电流，检测出的充电频率相对低时，设定相对低的充电电流，以此方式，通过与充电频率成正比例的关系设定电池30的充电电流。此时，检测出的充电频率低于规定的特定频率时可以停止无接点充电。
本具体例中，并不是将充电电流固定为预定值或者设定为与充电效率成反比例，而是，将充电电流设定为与检测出的充电频率成正比例的相关关系，从而可以将充电电流设定为与充电效率成比例。
根据本具体例，二次线圈越接近一次线圈的定位置，设定为更高的充电电流，二次线圈越远离一次线圈的定位置，设定为更低的充电电流。
以下表2表示与充电频率成比例地设定的充电电流的例。
表2
如此，与充电频率成正比例地设定充电电流时，例如，在手机设置软件，并将其适用于充电电路而可以实现，所述软件根据通过设置于接受部即手机侧的频率检测部41检测的充电频率以与充电频率成正比例的关系改变充电电流。
根据本具体例，二次线圈接近一次线圈的定位置，而充电效率相对高，发热因素降低的状态下，利用相对高的充电电流进行充电，从而，没有发热问题而提高充电速度。从定位置远离而充电效率相对低，发热因素变高的状态下，以相对低的充电电流进行充电，从而，减少发热问题，进行充电，因此，与位于定位置或远离定位置无关，可以减少发热问题而能进行充电。
虽为可充电范围，但是，二次线圈脱离一次线圈的程度过大而发热因素非常高时，不能仅通过将充电电流设定为较低而控制发热到所需程度，此时，停止充电而可以减少因充电而引起的发热问题。
表3表示根据二次线圈对一次线圈的位置(定位置或最外角)、充电电流的变化(600mA或300mA)、充电时间的经过(0至120分)的发热温度，根据表3，A列表示在二次线圈位于一次线圈的定位置的状态下，根据充电时间测定发热温度(本发明及现有技术)，B列表示二次线圈从一次线圈的中心在可充电的范围位于最外角，将充电电流保持较高(600mA)的状态下，根据充电时间测定发热温度(现有技术)，C列表示二次线圈从一次线圈的中心在可充电的范围位于最外角，将充电电流保持较低(400mA)的状态下，根据充电时间测定发热温度(本发明)。表3的测定温度是从常温上升的温度，测定温度可根据测定条件有所不同，但保持其方向性。
表3
由表3的A列可知，二次线圈位于一次线圈的定位置即正常情况下，本发明与现有技术将充电电流都设为600mA的状态下，发热温度随着充电时间的经过上升，但是上升程度相对微小。
由表3的B列可知，现有技术中，尽管二次线圈脱离一次线圈，但充电电流仍保持600mA，发热温度随着充电时间急剧上升，此时，若将二次线圈的位置不移动到定位置，则会成为在非常危险的状态下进行充电的结果。此时，准备充电的初期发热温度已达到50.4℃，这是因为等待充电状态下也因发热温度上升。
相反，由表3的C列可知，本发明中，二次线圈脱离一次线圈，随此将充电电流设定为300mA，虽发热温度随着充电时间的经过上升，但是，即便持续充电，由于温度上升程度急剧减小，因此几乎没有发热的危险。
图6是比较与充电频率成正比例地设定充电电流的本发明的具体例和现有技术的图。接受部即二次线圈的位置在发送部即一次线圈的定位置和最外角的位置之间变化时(参照图6A)，本发明将充电电流设定为与从定位置远离的距离成反比(参照图6B)，此时，与远离定位置的程度无关，发热温度上升非常微小，但是，现有技术中，与接受部即二次线圈对发送部即一次线圈的位置无关，将充电电流保持为一定(参照图6C)，此时，离定位置越远，发热温度会急剧上升。
根据本发明，二次线圈从一次线圈的定位置脱离而在充电效率相对低的状态下利用相对低的充电频率进行充电时，将充电电流设定为相对低，检测出的充电频率更低时，停止无接点充电，从而补偿降低的充电效率，并减低因发热而发生的事故。停止充电的充电频率(充电效率)的关键可根据适用本发明的无接点充电系统的特性适当选择。

Claims (7)

1.一种无接点充电系统，具备发送部及接受部，所述发送部具备一次线圈，所述接受部具备二次线圈，通过在所述一次线圈和所述二次线圈之间产生的电磁感应充电电连接于所述二次线圈的电池，通过改变用于电磁感应的充电频率而补偿所述电池的充电效率，用于电磁感应的充电频率与随着二次线圈在一次线圈的位置而变化的所述电池的充电效率成正比例，其特征在于，包括设置于所述发送部或接受部的充电效率通知装置，所述充电效率通知装置，包括：
频率检测部，检测将所述接受部接近所述发送部而进行充电时的所述充电频率；
通知部，输出从检测到的所述充电频率获取的所述电池的充电效率以通知用户。
2.一种无接点充电方法，具备发送部及接受部，所述发送部具备一次线圈，所述接受部具备二次线圈，通过在所述一次线圈和所述二次线圈之间产生的电磁感应充电电连接于所述二次线圈的电池，通过改变用于电磁感应的充电频率而补偿所述电池的充电效率，用于电磁感应的充电频率与随着二次线圈在一次线圈的位置而变化的所述电池的充电效率成正比例，其特征在于，包括：
检测将所述二次线圈接近所述一次线圈而进行充电时的所述充电频率的步骤；以及
输出从检测到的所述充电频率获取的所述电池的充电效率以通知用户的步骤。
3.根据权利要求2所述的无接点充电方法，其特征在于，进一步包括：从被检测的所述充电频率获取的所述电池的充电效率低于规定充电效率时，发出警告所述二次线圈脱离所述一次线圈的定位置的步骤。
4.根据权利要求3所述的无接点充电方法，其特征在于，在警告脱离定位置后经过规定时间后，未检测到随着所述接受部(20)在所述发送部(10)的位置变化而所述充电频率的变化时，将所述电池(30)的充电电流设定为较低，或者停止所述无接点充电。
5.根据权利要求2所述的无接点充电方法，其特征在于，在所述充电频率检测步骤中，检测所述接受部(20)在所述发送部(10)上多个位置处的充电频率，在检测出的多个充电频率中获取最小值及最大值，对此调整偏差值而校正使用于所述电磁感应的所述充电频率。
6.根据权利要求2所述的无接点充电方法，其特征在于，在所述充电频率检测步骤中检测出的所述充电频率较高时，设定较高的充电电流，检测出的所述充电频率较低时，设定较低的充电电流，根据所述充电频率和充电电流成比例关系设定所述电池(30)的充电电流。
7.根据权利要求6所述的无接点充电方法，其特征在于，当检测出的所述充电频率低于规定频率时，停止所述无接点充电。
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